高硬度球面磨削过程中类爬行现象的分析和抑制

在高硬度球面磨削过程中发现了一种类爬行现象,通过对球面磨削的主轴 砂轮 工件系统物理建模,推导了实际进给量与理论进给量之间的关系,揭示了进给系统的刚度、进给量和进给时间间隔对进给误差的影响规律;分析了类爬行现象的发生机理及其对球面磨削质量和磨削效率的影响.为了避免球面磨削过程中类爬行现象造成的危害,提出了基于声音和电流信号的双阈值模糊自适应控制策略对高硬度球面磨削过程进行监控.实验结果表明,与定进给磨削方式相比,所提出的模糊控制策略提高了磨削过程稳定性和工件表面质量,有效抑制了类爬行现象的发生.     

分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面温度

针对分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面的实际工况,计算移动热源的有效宽度,并使用三角形移动热源模型对磨削温度场进行理论建模.分析了磨削运动对传热过程的影响,结合磨粒端面温度和一维导热模型计算热量传入工件比率.通过实验比较了分块杯形砂轮和普通杯形砂轮的磨削温度及磨后表面形貌,同时,分析了磨削参数对磨削温度的影响.结果表明：分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面较普通杯形砂轮具有更低的磨削温度和更好的磨削条件.     

高硬度球面磨削中球面形状误差分析与补偿

为了提高高硬度球面磨削后的形状精度,分析了新型高硬度球面磨削机床中球面形状误差来源,针对实际加工过程中出现的鞍形球面,提出了采用退让式球面磨削的方法.实验结果表明：退让式球面磨削可以有效减小球面形状误差,对高硬度球面磨削具有实用价值.     

40Cr超高速磨削工艺实验研究

采用CBN砂轮,在砂轮线速度为90~210 m/s的磨削条件下,对40Cr进行了超高速磨削工艺实验.分析了在超高速磨削过程中砂轮周围气障对磨削过程的影响,讨论了砂轮线速度、切削深度、工件速度等工艺参数对磨削力、工件表面粗糙度、比磨削能的影响.实验表明,在高速超高速磨削过程中,砂轮速度提高使得磨削力大大减小,工件表面粗糙度值下降,工件表面质量得到提高;加大切削深度而工件表面粗糙度值增加不大,大大提高了磨削效率,同时也保证了工件表面质量.     

磨削液参数对磨削强化表面微结构损伤的影响

针对磨削强化过程中磨削液对磨削力和磨削温度场的影响,建立非调质45钢的磨削强化过程的仿真模型,分析不同磨削液参数对工件表面温度场及加工后残余应力的影响.最后,选择不同磨削液参数对45钢工件进行平面磨削强化试验,研究加工后工件表面硬度值及其表面完整性参数.试验结果表明,工件表面微结构损伤与磨削深度有密切的联系,在磨削过程中加入一定量的磨削液能有效降低表面微结构损伤,但削弱了在工件表面上由磨削热产生的强化能力.     

高硬度涂层磨削温度场的数值仿真和实验研究

采用数值仿真和实验研究相结合的方法,分析了WC-Co高硬度涂层磨削温度场.以矩形移动热源理论为基础,结合实验加工条件和工件材料性质,通过合理的假设简化,建立了金刚石杯形砂轮磨削WC-Co高硬度涂层材料的温度场数学模型,利用有限元方法对磨削温度场进行了数值仿真,提出了涂层磨削温度的实验测量方法并对涂层表面磨削温度进行了实验研究.实验结果与仿真结果基本一致,表明所提出的高硬度涂层温度场数值仿真和实验研究方法能比较真实地反映WC-Co涂层材料在磨削过程中的温度变化情况.     

端面磨削动态热力耦合效应及对表面去除过程影响

针对端面磨削加工接触表面热力学分布特征提出一种基于动态热力耦合效应的理论建模方法.首先,建立多颗磨粒运动轨迹数学模型;其次,基于磨粒运动轨迹与磨粒高度的动态分布特征对加工工件磨削力进行解析求解;根据求得的磨削力,运用有限差分法(FDM)对端面磨削工件表面动态热力耦合过程进行分析;最后,分别采用有限元法(FEM)和端面磨削实验验证理论分析的合理性.结果表明:动态热力耦合的均一化程度会引起加工工件表面轮廓高度的差异性,减小砂轮转速可改善加工工件表面轮廓.     

氮化硅陶瓷的ELID高速磨削工艺试验研究

在采用封闭式阴极装置实现高速ELID磨削的基础上,对氮化硅陶瓷的ELID高速磨削工艺机理进行了研究.通过与非ELID高速磨削工艺的对比,揭示了氮化硅陶瓷ELID高速磨削的工艺机理,并给出了其表面粗糙度、磨削力与工艺参数之间的变化规律.这些规律表明:ELID高速磨削工艺能大大地减小氮化硅陶瓷的表面粗糙度值及磨削力,获得较好的表面质量.此外,砂轮线速度和磨削深度对其表面粗糙度值没有显著影响,且变化没有明显规律;而工件速度对表面粗糙度值存在一定的影响,表面粗糙度值随着工件进给速度的提高而增加,即表面加工质量有下降的趋势;ELID高速磨削工艺中的各类磨削参数均对氮化硅陶瓷的磨削力产生重大影响:磨削深度增加或工件速度的加快,都使磨削力变大;砂轮线速度的增加则导致磨削力下降.     

基于热-力耦合磨削表层残余应力的仿真分析

为研究磨削后工件表面残余应力的分布特征需要先进行磨削区温度场的分析.通过建立磨削区温度场的数学模型和传热模型,应用ANSYS分析不同磨削参数对磨削区温度场的影响,仿真结果表明磨削深度对最高温度的影响最大.结合磨削过程中产生的磨削力,用APDL程序对磨削区的热-力耦合场进行ANSYS分析,获得工件在恢复室温时磨削残余应力大小及分布状态,揭示热-力耦合情况下对磨削表面残余应力形成的影响机制.通过残余应力试验对比试验结果和仿真结果,验证了仿真方法的有效性.     

杯形砂轮磨削球面的表面粗糙度分布

基于杯形砂轮回转式磨削球面原理,对各个砂轮块运动轨迹在球面分段纵切的单位圆周长度上的落点数量进行统计,发现了不同尺寸杯形砂轮磨削球面的轨迹密度及表面粗糙度的分布规律.对比2组粗糙度测试实验,验证了轨迹密度分布所推测结论.实验结果表明,杯形砂轮尺寸、球面工件尺寸是影响杯形砂轮磨削球面粗糙度分布的关键因素.     

基于神经网络的回转球面磨削精度过程控制

介绍了回转球面精密磨削系统,在研究回转球面精密磨削原理和机床结构的基础上,分析了球体形状误差的产生原因,利用BP神经网络拟合进给量、磨削区段和砂轮主轴电流三者之间的非线性关系,通过网络预测调整不同磨削区段的进给量控制电流恒定从而达到恒功率磨削.     

基于声发射监测的砂轮磨损实验

难加工材料的高硬度和高耐磨性使得磨削加工过程中砂轮的损耗变快,目前主要依靠经验判断砂轮的修整和更换周期,很有可能导致修整不及时的情况发生.本文用声发射信号和磨削力信号共同精确监测砂轮磨损状态,通过分析不同磨损状态的砂轮磨削时对应的声发射信号的特征参数以及磨削力和磨削力比的变化情况,综合判断了实验过程中砂轮的磨损状态.结果表明:声发射信号特征参数都与砂轮磨损状态有一定相关性,且磨削力比与砂轮磨损程度的相关性最大,证明了声发射监测技术在砂轮修整中的有效性,为实际生产加工提供了理论指导.     

定向凝固高温合金DZ4的磨削烧伤机理

为解决定向凝固高温合金ＤＺ４在磨削加工中极易发生的磨削烧伤问题,采用先进的测试方法,对磨削过程中磨削力,磨削温度、工件表面形貌、表面层残余应力分布、表面层显微硬度、表面层金相组织等变化规律进行了分析研究,揭示出该种新型高温合金材料磨削的烧伤机理,旨在为寻求优化的高效,高精度磨中工工艺提供理论及试验依据。     

切削速度对硬态切削过程的影响分析

硬态切削具有良好的加工柔性、经济性和环保性,在对工件性能起关键作用的精加工中,已成为磨削加工的有力挑战者.通过对硬态切削过程中的切屑形态、切削力和切削温度的试验研究,得到了切削速度对上述各量的影响规律.结果表明,切削速度对切削温度和切削力的影响存在一个临界值,当工件硬度超过HRC50时,切削温度和切削力的变化规律与普通切削大不相同.     

基于电流控制的柔性研磨技术

针对厚度为0.1～3.5mm的印制电路板在研磨过程中刚度差的问题,介绍了一种基于电流控制的柔性研磨技术.在刷辊研磨过程中,根据刷辊转动电机的瞬时测量电流与预期设定电流的比较结果,控制脉冲的发送频率与数目,从而实现伺服电机以不同速度调整磨削深度,即实现恒定磨削力的研磨过程.实验结果表明,采用电流控制的柔性研磨系统可以高效而又精确地研磨印制电路板.     

橡胶接触轮硬度、槽形和工件硬度对砂带磨削的影响

本文主要研究橡胶接融轮硬度、槽形和工件硬度对金属切除量、砂带磨损、磨削比、磨削力 和工件表面粗糙度的影响，它对砂带磨削时根据不同的工件硬度、不同的技术要求正确选用橡胶接触轮的硬度和槽形提供了依据．     

预应力淬硬磨削复合加工表层硬化试验研究

融合了预应力磨削与磨削淬硬技术原理,提出一种预应力淬硬磨削技术方法.以工件淬硬层组织形貌、分布特征、厚度、硬度等为研究对象,开展预应力淬硬磨削复合加工试验研究,并与单纯磨削淬硬试验结果对比分析.结果表明,相同加工条件下,预应力淬硬磨削加工表面在宏观上具有与磨削淬硬加工表面相同的金相组织形貌与分布,组织为亚温淬火组织.与磨削淬硬工艺相比,预应力淬硬磨削工艺对磨削热具有更强的抑制作用;预应力淬硬磨削试件的淬硬层硬度、厚度略小于磨削淬硬试件,但表面硬度可以达到常规完全淬火硬度;该研究工作可为开发预应力淬硬磨削工艺及工件表面质量控制技术提供理论与实验基础.     

三维动态磨削力测量平台结构设计

为了实现叶片磨削过程中磨削力的精确测控,针对磨削力变化的高动态特性,提出了采用相互正交的独立弹性元件测量三向正交磨削力的方法,并设计出电阻应变式三维动态磨削力测量平台.通过运用材料力学相关公式进行数学推导和Workbench有限元仿真及实际测试实验验证了其性能.实验表明上述方法有效解决了测力仪固有频率与灵敏度之间的矛盾,并在结构上降低了各向磨削力测量之间的向间耦合程度,为实现高频磨削力的实时精确检测提供了技术保障.